[發明專利]一種類芬頓催化劑及其在快速降解有機污染物中的應用

有效

• 申請號: 201810798420.7
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN108906094B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 劉輝;馬燦;馮爍
• 申請（專利權）人: 河北師范大學
• 主分類號: B01J27/185
• 分類號: B01J27/185;C02F1/72;C02F101/30;C02F101/34
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 李榮文

本發明涉及有機廢水處理技術領域，具體公開一種由FeP和H₂O₂構成的類芬頓催化體系及其在快速降解有機污染物方面的應用。本發明中FeP作為類芬頓反應的催化劑，可以高效分解H₂O₂產生羥基自由基，實現在極短時間(以秒計時)內降解有機污染物，整個過程操作簡單，反應迅速，無需光照輔助，且FeP可通過磁鐵方便快捷的回收，循環利用率好，符合綠色環保的理念。

技術領域

本發明涉及有機廢水處理技術領域，具體涉及一種類芬頓催化劑及其在快速降解有機污染物中的應用。

背景技術

近年來，化學工業的快速發展導致工業廢水的排放不斷的增加，其中印染廢水是主要的有害工業廢水之一。印染廢水中含有殘余染料、染色助劑，具有成分復雜、色度較高、化學需氧量(COD)高和排放量大的特點。研究表明，由 Fe²⁺與H₂O₂構建的均相芬頓系統因體系中能夠產生具有強氧化性的羥基自由基(·OH)，可用于降解持久性有機物，特別是通常試劑難以氧化的芳香類化合物及一些雜環類化合物，因此在廢水處理中有廣泛的應用前景。均相芬頓體系具有反應速率快、成本低，能在很短時間內達到處理要求的特點，具有實際應用價值，然而因該系統反應后會產生含鐵淤泥易造成二次污染，又限制了它的實際應用。在此基礎上發展了由各種鐵氧化物如α-FeOOH，β-FeOOH，γ- FeOOH，α-Fe₂O₃，γ-Fe₂O₃以及Fe₃O₄等和H₂O₂構建的異相(類)芬頓系統，因鐵氧化物能催化分解雙氧水產生·OH，也可用于降解有機污染物。與均相芬頓系統相比，異相芬頓系統克服了均相芬頓體系產生含鐵淤泥的缺點，但大部分研究結果顯示，污染物完全降解時間仍然需要數個小時。為了提高有機廢水的降解效率，在原有芬頓反應基礎上又發展了光芬頓和電芬頓等新型高級氧化技術。光芬頓反應是基于Fe³⁺通過光化學還原產生Fe²⁺和·OH，加入的H₂O₂在光的作用下可以分解出兩個·OH，因此提高了污染物的降解效率，研究表明光芬頓體系在紫外線輻照下效果較好。電芬頓的優勢在于可以通過電化學方法產生 H₂O₂，避免其在運輸、儲存中存在的一些問題，但電芬頓反應中，H₂O₂的產生效率較低。

發明內容

針對以上技術現狀，本發明提供一種類芬頓催化劑，并提供其在快速降解有機污染物方面的應用。

為達到上述發明目的，本發明采用了如下的技術方案：

首先，本發明提供FeP在構建類芬頓催化體系中的應用，FeP作為類芬頓反應的催化劑，可以高效分解H₂O₂產生羥基自由基。

本發明還提供一種類芬頓催化劑，其包含FeP和H₂O₂，優選地，FeP和 H₂O₂的質量比為1:0.5～4。

進一步地，本發明還提供所述類芬頓催化劑在快速降解有機污染物中的應用，該類芬頓催化劑可以實現在極短時間(以秒計時)內降解有機污染物。

進一步地，本發明還提供所述的類芬頓催化劑快速降解有機污染物的方法：先將FeP加入含有有機污染物的廢水中，使FeP對所述有機污染物的吸脫附達到平衡，然后加入H₂O₂溶液，進行降解反應。FeP的吸脫附平衡過程及降解反應在有、無光照條件下均可進行，光照為自然光或紫外光等均可，即該方法不受光照條件的限制，在暗態或任何光條件都可進行。

優選地，在所述廢水中，0.1g/L FeP可降解0～500mg/L的污染物。